NASA的SOFIA在阳光照射的月球表面发现水：NASA的SOFIA在阳光照射的月球

原标题：NASA的SOFIA在阳光照射的月球表面发现水
NASA的平流层红外天文台（SOFIA）首次确认了月球阳光照射下的水。这一发现表明，水可能分布在整个月球表面，而不仅限于阴凉的地方。
SOFIA在月球南半球的Clavius火山口（地球上可见的最大火山口之一）中检测到水分子（H2O）。先前对月球表面的观测发现了某种形式的氢，但无法区分水及其化学上的近亲羟基（OH）。该位置的数据显示，水被困在分布在月球表面的立方米土壤中，浓度为百万分之100至412 ，大约相当于一瓶12盎司的水。该研究结果发表在Nature天文学的最新问题。
“我们有迹象表明， H2O–我们知道的熟悉的水–可能存在于月球的阳光照射下， ”位于华盛顿的NASA总部科学任务部天体物理处处长PaulHertz说。 “现在我们知道它在那里。这一发现挑战了我们对月球表面的理解，并提出了有关与深空探索有关的资源的有趣问题。 ”
相比之下，撒哈拉沙漠的水量是SOFIA在月球土壤中检测到的水量的100倍。尽管水量很少，但这一发现提出了新的问题，即如何产生水以及水如何在恶劣，无空气的月球表面上持续存在。
水是我们深知的深空珍贵资源，是生命的重要组成部分。所发现的水SOFIA是否容易获得作为资源使用尚待确定。根据NASA的Artemis计划，该机构急于在2024年将第一位女性和下一个人送入月球表面并在月底之前建立可持续的人类存在之前，全面了解月球上是否存在水。十年。
SOFIA的结果是建立在过去多年研究月球上水的研究基础上的。当阿波罗（Apollo）宇航员于1969年首次从月球返回时，它被认为是完全干燥的。在过去20年中，轨道和撞击器任务（例如NASA的月球陨石坑观测和感知卫星）确认了月球两极周围永久阴影的陨石坑中的冰块。同时，包括卡西尼号任务和“深撞击”彗星任务，以及印度航天研究组织的Chandrayaan-1任务在内的若干航天器，以及NASA的地面红外望远镜设施，在月球表面大范围观察，发现阳光充足地区有水合作用的迹象。但是，这些任务无法明确地区分其存在的形式-H2O或OH 。
主要作者凯西·洪尼鲍尔（CaseyHonniball）说：“在SOFIA观测之前，我们知道存在某种水合作用。 ”她发表了她在檀香山毛诺阿夏威夷大学的研究生论文工作的结果。 “但是我们不知道实际上有多少（如果有的话）水分子-就像我们每天喝的水一样-或者更像是排水管清洁剂。 ”

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科学家们在飞机上使用了美国宇航局的望远镜，即平流层红外天文台，这是第一次在月球的阳光照射下发现水。 SOFIA是经过改装的波音747SP飞机，它允许天文学家以地面望远镜无法实现的方式研究太阳系及其他系统。在克拉维斯陨石坑中发现了分子水H2O ，这是月球南半球从地球上看到的最大陨石坑之一。这一发现表明，水可能分布在整个月球表面，而不仅限于阴凉的地方。
SOFIA提供了一种看月球的新方法。这款经过改装的波音747SP喷气客机可在高达45,000英尺的高度上飞行，其直径为106英寸的望远镜可以到达地球大气层中99％以上的水蒸气，从而更清晰地观察红外宇宙。使用SOIFA望远镜（FORCAST）的微弱物体红外CAmera ， SOFIA能够拾取水分子特有的特定波长（6.1微米），并发现了阳光明媚的Clavius火山口中相对令人惊讶的浓度。
洪尼鲍尔说：“没有厚厚的大气层，阳光照射的月球表面上的水应该流失到太空中。 ”他现在是位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后。 “尽管如此，我们正在看到它。某种东西在产生水，而某些东西必须将它困在那里。 ”
在这种水的输送或创造过程中，可能会发挥多种作用。落在月球表面的微陨石携带少量水，可能在撞击时使水沉积在月球表面。另一个可能性是可能存在一个两步过程，即太阳的太阳风将氢传递到月球表面，并与土壤中的含氧矿物质发生化学反应，从而产生羟基。同时，来自微陨石轰击的辐射可能会将羟基转化为水。
然后如何存储水-使其积聚-也提出了一些有趣的问题。水可能会被捕获到土壤中微小的珠状结构中，这些结构是由微陨石撞击产生的高热量形成的。另一个可能性是，水可能被隐藏在月球土壤的颗粒之间，并被阳光遮蔽，这可能使水比困在珠状结构中的水更容易接近。
为了执行旨在观察遥远，昏暗物体（例如黑洞，星团和星系）的任务， SOFIA将聚光灯聚焦在距离地球最近，最明亮的邻居上，这与平时的工作背道而驰。望远镜操作员通常使用导向摄像机跟踪恒星，将望远镜稳定地锁定在其观测目标上。但是，月亮是如此的接近和明亮，以至于充满了引导相机的整个视野。由于没有可见的恒星，因此不清楚望远镜能否可靠地追踪月球。为了确定这一点，运营商于2018年8月决定尝试进行测试观察。